Actividad Fiscia De Semiconductores

ACTIVIDAD FISICA DE SEMICONDUCTORES

1. INTRODUCCIÓN

Un dispositivo electrónico controla alguna de las variables de entrada al circuito. Por ejemplo, al entrar un voltaje y una corriente a un diodo, alguno de los dos es alterado. En este caso, el voltaje sale con un valor diferente. Ésta es la diferencia entre unos dispositivos y otros.

Para nuestros propósitos, la definición de dispositivo electrónico es aquel que permite controlar el movimiento de cargas eléctricas (corrientes) en materiales semiconductores bajo la presencia de diversas energías.

Conductores y aisladores

Los sólidos que tienen una resistividad eléctrica pequeña a la temperatura ambiente se llaman conductores. Aquí están incluidos la mayoría de los metales como el cobre, el aluminio y la plata.

Los sólidos que tienen una resistividad eléctrica elevada a la temperatura ambiente se llaman aisladores. Ejemplos de sólidos de este tipo son la porcelana, el cuarzo, el vidrio y la mica.

Niveles de energía

Para que tenga lugar la conducción, ha de haber un movimiento de electrones. En la teoría atómica se explican las propiedades eléctricas de los elementos por el concepto de las bandas de energía.

Los electrones de la órbita exterior de un átomo pueden ser desplazados de ella con la menor cantidad de energía y se llaman electrones de valencia. Estos electrones tienen unos niveles o bandas de energía definidas (vea la figura de junto) y la conductividad de un elemento está determinada por la energía necesaria para desplazar sus electrones de valencia desde su nivel normal de energía, o banda de valencia, hasta el nivel más elevado, llamado banda de energía o de conducción. La distancia que recorre un electrón en su camino desde la banda de valencia hasta la banda de energía varía con cada tipo de átomo. La laguna de energía que separa las bandas de conducción y de valencia en un aislador es muy grande, y es muy difícil para un electrón de valencia el alcanzar la banda de energía. En un conductor las bandas de energía y de valencia están solapadas y los electrones de valencia son válidos para la conducción. En un semiconductor la laguna de energía es muy pequeña, y la energía térmica de los electrones de valencia a la temperatura ambiente es suficiente para permitir una conducción apreciable. Dado que un electrón no puede permanecer en el espacio situado entre las bandas de valencia y de energía, esta región se llama zona prohibida.

FASE III

HERRAMIENTAS MATEMATICAS Y CONCEPTOS FISICOS

1. HERRAMIENTAS MATEMATICAS

 Distribuciones aleatorias

 Ecuación de Schrödinger

 Funciones Trigonométricas

 Derivadas

 Constante de Planck

FISICOS:

 Frecuencia

 Periodo

 Partícula

 Onda

 Efecto fotoeléctrico y cuantización de la energía

 Estructura atómica e iones

 Cinemática del electrón en semiconductores

 Uniones

 Cristalografía

 Dopado semiconductores

 Pozos y barreras de potencial

Las herramientas con las cuales he estado familiarizada son: Ecuaciones de Schrödinger, Funciones trigonométricas, Derivadas, Constantes de plank; físicas: Frecuencia, por ende periodo, partícula, ondas y efecto fotoeléctrico, de la lista vista existe algunas las cuales aún no posee conocimiento como ejemplo cristalografía.

2. DISPOSITIVIVOS SEMICONDUCTORES QUE SE USAN EN ELECTRONICA

SEMICONDUCTORES

Los materiales semiconductores El diodo, el transistor y muchos otros componentes electrónicos están hechos con materiales semiconductores. Los más utilizados son el silicio y el germanio.

Semiconductores de tipo P. Se obtienen al añadir impurezas como el boro o el indio. Tienen gran tendencia a captar electrones.

Semiconductores de tipo N. Se obtienen al añadir impurezas como el fósforo y el antimonio. Tienen gran tendencia a captar electrones.

 Un diodo es un componente electrónico que permite el paso de la corriente en un sentido y lo impide en el contrario. Está provisto de dos terminales, el ánodo (+) y el cátodo (-) y, por lo general conduce la corriente en el sentido ánodo- cátodo.

La polarización directa se produce cuando el polo positivo del generador eléctrico se une al ánodo del diodo y el polo negativo se une al cátodo. En este caso el diodo se comporta como un conductor y deja pasar la corriente.

La polarización inversa se produce cuando el polo positivo del generador eléctrico se une al cátodo del diodo y el negativo al ánodo. En este caso el diodo no permite el paso de la corriente.

 Diodos LED. Es un tipo de diodo que convierte en luz toda la energía eléctrica que le llega, sin calentarse. Los diodos LED están polarizados es decir solo iluminan cuando están conectados correctamente al generador de corriente. Los LED funcionan con intensidad comprendida entre 10 y 20 mA. Para evitar que se fundan suelen conectarse en serie con una resistencia.

 Un transistor es un componente eléctrico que se emplea para dos cosas: Pueden utilizarse como interruptor, bloqueando o dejando pasar corriente a través del colector. Puede utilizarse como amplificador. Consta de tres partes: el emisor, el colector y la base.

Un semiconductor es un componente que no es directamente un conductor de corriente, pero tampoco es un aislante. En un conductor la corriente es debida al movimiento de las cargas negativas (electrones). En los semiconductores se producen corrientes producidas por el movimiento de electrones como de las cargas positivas (huecos). Los semiconductores son aquellos elementos perteneciente al grupo IV de la Tabla Periódica (Silicio, Germanio, etc. Generalmente a estos se le introducen átomos de otros elementos, denominados impurezas, de forma que la corriente se deba primordialmente a los electrones o a los huecos, dependiendo de la impureza introducida. Otra característica que los diferencia se refiere a su resistividad, estando ésta comprendida entre la de los metales y la de los aislantes.

Disposición esquemática de los átomos de un semiconductor de silicio puro, No existen electrones ni huecos libres

La disposición esquemática de los átomos para un semiconductor de silicio podemos observarla en la figura de arriba, Las regiones sombreadas representan la carga positiva neta de los núcleos y los puntos negros son los electrones, menos unidos a los

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